路基变形控制方法技术

本发明专利技术涉及一种路基变形控制方法，包括以下步骤：根据土工三轴试验获得粘聚力c和内摩擦角φ；根据弹性层状理论，应用壳牌软件BISAR3.0计算路基顶面最大剪应力τ_max和抗剪强度τ_f，确定剪切应力与剪切强度比值SSR。剪切应力与剪切强度比值SSR处于0.3～0.7范围之内，路基变形风险为低风险；否则应调整路面结构组合或各结构层材料类型。该方法简单方便，并且将路基材料的静力参数与动力参数结合起来，能够更准确地反应路基材料的受力特性。能够更准确地反应路基材料的受力特性。能够更准确地反应路基材料的受力特性。

【技术实现步骤摘要】
路基变形控制方法


[0001]本专利技术属于交通工程领域，涉及一种路基变形控制方法。

技术介绍

[0002]在目前的沥青路面结构设计中，依据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50
‑
2017)通过验算路基顶面的竖向压应变对路基的变形风险进行控制。该方法通过经验的方法计算路基顶面的容许竖向压应变，根据弹性层状理论计算当前设计交通量条件下的路基顶面竖向压应变，要求当前结构的路基顶面竖向压应变小于容许竖向压应变。然而该方法更多的采用的是经验的方法，没有考虑实际的荷载受力状态，无法将路基的实际受力状态与材料特性结合起来，也就不能准确预制当前路面结构的路基变形风险。

技术实现思路

[0003]基于此，针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种路基变形控制方法，能够有效预制路基的变形风险，并对当前路面结构进行调整。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术的解决方案是：
[0005]一种路基变形控制方法，包括以下步骤：
[0006](1)据路基的剪切试验获得路基材料的粘聚力c和内摩擦角φ，根据路基材料的动态模量试验获取不同应力状态下的σ1和σ3；
[0007](2计算路基顶面的剪切应力与剪切强度比值预制当前路面结构的路基变形风险，计算方式如下：
[0008][0009]式中，SSR为路基顶面的剪切应力与剪切强度比值，τ
max
为作用在角度为的破坏面上的最大剪应力；σ
f
为作用在角度为的破坏面上的法向应力；τ/>f
为某一应力状态下的抗剪强度；σ1和σ3分别为路基回弹模量实验中的竖向应力和围压应力；σ
d
为偏应力；c为路基材料的黏聚力；为路基材料的内摩擦角。
[0010]可选地，步骤(2)包括：根据弹性层状理论，应用壳牌软件BISAR3.0计算路基顶面最大剪应力τ
max
和抗剪强度τ
f
，确定剪切应力与剪切强度比值SSR。
[0011]可选地，剪切应力与剪切强度比值SSR设计值不大于0.7，优选地，SSR设计范围为
0.3～0.7。
[0012]可选地，若步骤(2)中计算的剪切应力与剪切强度比值SSR大于0.7，应调整路面结构组合或各结构层材料类型。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：该方法简单方便，并且将路基材料的静力参数与动力参数结合起来，能够更准确地反应路基材料的受力特性；计算过程简单直观，并且能够有效预制路基的变形风险，并根据路基的变形风险对当前路面结构进行调整。
附图说明
[0014]图1为本专利技术路基室内三轴试验的受力分析图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]以某一级公路沥青路面结构设计验算为实施例，对本专利技术的技术方案进行进一步说明。
[0017]初拟路面材料及结构参数如表1所示。
[0018]表1初拟路面结构设计参数
[0019]结构层厚度(cm)弹性模量(MPa)泊松比面层2112000.4基层4815000.35路基
‑
400.4
[0020](1)根据《公路土工试验规程》(JTG E40
‑
2007)直接剪切试验方法，对路基进行直接剪切试验，获得内粘聚力c＝7.5kPa，摩擦角φ＝28
°
；
[0021](2)根据《公路路基设计规范》(JTG D30
‑
2015)中的路基动态回弹模量标准试验方法获取不同应力状态下的竖向应力σ1和围压应力σ3，即动三轴实验中的竖向应力和围压应力。
[0022](3)验证路基顶面的剪切应力与剪切强度比值，按照下式计算：
[0023][0024]如图1所示，σ1和σ3为不同状态下的主应力，即分别为路基回弹模量实验中的竖向应力和围压应力；虚线为任一截面，α为该截面的角度；当该截面为破坏面时，
即可获得式中，SSR为路基顶面的剪切应力与剪切强度比值，τ
max
为作用在角度为的破坏面上的最大剪应力；σ
f
为作用在角度为的的破坏面上的法向应力；τ
f
为某一应力状态下的抗剪强度；σ1和σ3为主应力；σ
d
为偏应力；c为材料的黏聚力；为材料的内摩擦角；根据弹性层状理论，应用壳牌软件BISAR3.0计算路基顶面最大剪应力和抗剪强度，确定剪切应力与剪切强度比值SSR＝0.358。该SSR值处于0.3～0.7范围内，路基变形风险为低风险，不需要对当前路面结构进行调整。
[0025]以上所述仅为本专利技术的优选实例而已，并不仅限于本专利技术，尽管参照前述实例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、同等替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种路基变形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)据路基的剪切试验获得路基材料的粘聚力c和内摩擦角根据路基材料的动态模量试验获取不同应力状态下的σ1和σ3；(2计算路基顶面的剪切应力与剪切强度比值预制当前路面结构的路基变形风险，计算方式如下：式中，SSR为路基顶面的剪切应力与剪切强度比值，τ
max
为作用在角度为的破坏面上的最大剪应力；σ
f
为作用在角度为的破坏面上的法向应力；τ
f
为某一应力状态下的抗剪强度；σ1和σ3分别为路基回弹模量实验中的竖向应力和围压应力；σ
d
为偏应力；c为路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，杨炳，
申请(专利权)人：同路达泰州生态科技有限公司同路达青岛生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：